ミルターンの専門知識でマイクロギアの精密加工を強化

NASA のスピンオフ企業である Amorphology は、バルク金属ガラスなどの「アモルファス」金属を使用した、ロボット工学やその他の産業用途向けの非潤滑マイクロギアの改良のための先端材料および製造技術の応用におけるリーダーです。

これらの材料は、例としてスチール、チタン、アルミニウムと比較して高度な特性を備えており、いくつかの金属合金に関する同社の特許は、宇宙やその他の極低温用途向けのギアの開発に基づいています。

注目のコンテンツ

s191H は、Starrag Bumotec ミルターンマシニングセンターファミリーの 1 つで、単一のセットアップで複雑な部品の精密加工を目的としています。出典:スターラグ

アモルファス金属は、他の材料とは異なる切断や欠け方をする非結晶クラスの合金である、と同社は説明する。マイクロ ギアを製造できる工作機械を調達しようとして、Amorphology は Starrag を含むいくつかの機械サプライヤーとテストを実施し、比較的未知の合金を切削する際の機械の精度、サイクル タイム、および全体的な能力を評価しました。

「私たちは、ラピッドプロトタイピング、金型インサートの切断、後処理のニーズを満たす最適な機械を見つけることに重点を置きました」と Amorphology の COO、Jason Riley 氏は述べています。最終的に、同社は Starrag の Bumotec s191H ミルターンを選択しました。

プロトタイプのマイクロギアの CAD ファイルを受け取り、スイスと米国の工作機械メーカーの拠点で Starrag が開発した切削工具を使用して加工テストを実施した後、いくつかのサンプル バッチが作成されました。

「私たちは、特定の寸法で公差が約 5 ミクロンの高精度部品をターゲットにしています」とライリー氏は説明します。 「私たちの仕事のほとんどは、ラピッド プロトタイピングと、月あたり数百個の部品の比較的少ないバッチ生産量に焦点を当てています。

「Bumotec は、現在当社にはないミルターン機能と、より高い生産能力を提供します。」と彼は付け加えました。 「このマシンは私たちの現在の能力を補完し、私たちが持っていない能力を提供します。」

ミルターンで製作したマイクロギヤの例をご紹介します。出典:スターラグ

アモルフォロジーは、Bumotec s191H が単一部品を機械加工するか、消灯シナリオで数百のコンポーネントを生産することによって「独自の価値提案を提供」できると指摘しています。

Amorphology の歯車は、航空宇宙用途の歯車の製造に加えて、協働ロボット、ロボット、医療機器にも使用されています。たとえば、ほとんどの協働ロボットはストレインウェーブ ギアを使用しています。主なコンポーネントはフレクスプラインであり、複雑で薄肉の部品です。

s191H は、単一セットアップで複雑な部品の精密加工を目的とした Bumotec ミルターンマシニングセンターファミリーの 1 つです。 65 mm の棒材容量、棒材フィーダー、高圧 (3 馬力) クーラント供給を備えた s191H は、リニア ドライブと高い熱安定性により、410 x 200 x 400 mm の X、Y、Z 軸範囲内で ±2.5 ミクロンまでの加工能力を実現できます。

Starrag の Bumotec s191 ミルターンから進化した 191neo バージョンは、15% 高速化された工具交換時間、12% 高速化されたバックワーク動作、高トルク (175 Nm) フライススピンドルなどの追加のパフォーマンス機能を提供します。 B 軸スピンドルを備えたこの複合加工機プラットフォームは、自動工具交換システムに 90 個もの工具を保管できます。ここに示されているモデルは、IMTS 2022 で展示され、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK) ポリマーから完成した脊椎ケージの機械加工を示しています。出典:PM

さらに、メイン スピンドルは水平面と垂直面の両方で回転できるサブ スピンドルによって補完され、マルチタスク ルーチンを可能にします。ツール マガジン オプションは、早送り速度 50 m/min、主軸速度 30,000 rpm (オプションで 40,000 rpm) の機械で最大 90 ポケットまで拡張されており、これも高速サイクル タイムに貢献します。

Amorphology の協働ロボット、ロボット、医療機器の部品の多くは鋳造または射出成形が可能ですが、場合によっては、これらのマイクロ部品はより高い公差に合わせて後処理する必要があります。 Starrag Bumotec は、スイスの時計業界向けの機械設計において「最先端」を行っており、その結果、この機械はマイクロサイズの高価値歯車の製造に熟達しています。アモルフォロジーは、Bumotec s191H が無潤滑でマイクロ ギアボックスを加工できると予測しています。

同社はまた、その結果を高く評価し、両組織がどのように協力できるかについて Starrag と話し合った結果、Amorphology がカリフォルニア州パサデナの施設に Bumotec マシンを設置し、両社の顧客が閲覧できるようにすることで合意しました。

デモ センターでは、この機械が歯車、金型インサート、バルク金属ガラス、従来の金属製造部品などのさまざまな部品を製造している様子が見られます。

Starrag Bumotec の精密エンジニアリング担当副社長である Greg Dunkley 氏は、「Bumotec s191H の精度、品質、機能を紹介するための実験室環境を確立することで、航空宇宙および防衛のエンジニアは、製造業務に使用できるリアルタイムの機械加工を体験できるようになります。」